1、咖啡因、牛磺酸、维生素咖啡因、牛磺酸、维生素B族在红牛功能饮族在红牛功能饮料抗短期运动疲劳实验中功效的研究料抗短期运动疲劳实验中功效的研究 蒋凌明，柯彩萍 吴 侃，张丽娜（广州暨南大学医学院临床医学系2019级）v 摘要摘要 目的：目的：研究咖啡因、牛磺酸、维生素B族在红牛功能饮料抗短期运动疲劳中的功效，为揭示红牛功能饮料抗疲劳的原理及合理应用提供理论依据。方法：方法：以疲劳仪测量分别给予生理盐水、咖啡因、牛磺酸、维生素B族合剂和红牛功能饮料原液的小鼠的强迫运动时间，并比较各组之间的差异。结果：结果：给予咖啡因和红牛功能饮料原液的小鼠在疲劳仪上运动时间均显著延长，但红牛功能饮料原液此效果更明显
2、，而给与牛磺酸和维生素B族的小鼠运动时间较短，差异具有显著性。结结论：论：咖啡因是红牛功能饮料抗短期运动疲劳的主要功效成分，但红牛功能饮料中尚可能存在除咖啡因、牛磺酸和维生素B族以外的其他功效成分。v 关键词关键词 抗疲劳；红牛功能饮料；咖啡因；牛磺酸；维生素B族EFFICACY OF CAFFEINE，TAURINE，VITAMIN B IN REDBULL ENERGY DRINK ANTI-SHORT-TERM EXERCISE-INDUCED FATIGUE EFFECTJIANG Ling-ming，KE Cai-ping，WU Kan，ZHANG Li-na（Department
3、of Clinical Medicine,Medical College of Jinan University,Guangzhou）vABSTRACT AIM Observe the efficacy of caffeine,taurine,Vitamin B in Redbull Energy Drink anti-short-term exercise-induced fatigue effect to explore the theoretical evidence for the anti-fatigue effect of Redbull Energy Drink and rati
4、onal usage.METHODS Mice were fed with normal saline,caffeine,taurine,Vitamin B mixture and Redbull Energy Drink stock solution,then use fatigue measuring instrument to examine the anti-fatigue effect and compare the diversity.RESULTS The performance on the fatigue measuring instrument of the mice fe
5、d with caffeine and Redbull Energy Drink stock solution were both significantly improved.Redbull Energy Drink had a more distinctive improvement while taurine and Vitamin B decreased the sporting time.The differences between each group were remarkable.CONCLUSION Caffeine may be the major efficient i
6、ngredient of Redbull Energy Drink in anti-short-term exercise-induced fatigue,but there is latent possibility that Redbull Energy Drink contains more efficient components other than caffeine,taurine and Vitamin B.vKEY WORDS Anti-fatigue,Redbull Energy Drink,Caffeine,Taurine,Vitamin B引言引言v红牛功能饮料（红牛功能
7、饮料（Redbull Energy DrinkRedbull Energy Drink）最早起源于泰国，经奥地利红牛股份）最早起源于泰国，经奥地利红牛股份有限公司（有限公司（Red Bull GmbHRed Bull GmbH）发展，现已成为在奥地利、泰国、中国、越南等地）发展，现已成为在奥地利、泰国、中国、越南等地生产和在全球生产和在全球120120多个国家和地区销售的知名功能性饮料，其主料包含咖啡因多个国家和地区销售的知名功能性饮料，其主料包含咖啡因（caffeinecaffeine）、牛磺酸（）、牛磺酸（taurinetaurine）、烟酸（）、烟酸（niacinniacin，维生素，维
8、生素B3B3）、泛酸）、泛酸（pantothenic acidpantothenic acid，维生素，维生素B5B5）、维生素）、维生素B6B6（Vitamin B6Vitamin B6）、维生素）、维生素B12B12（Vitamin B12Vitamin B12），饮用后通过兴奋中枢神经，增强心脏功能，调节能量代谢，），饮用后通过兴奋中枢神经，增强心脏功能，调节能量代谢，营养神经系统以达到抗疲劳，提高工作、运动能力的功效。但由于各国食品卫营养神经系统以达到抗疲劳，提高工作、运动能力的功效。但由于各国食品卫生管理条例要求不同，在各国上市的红牛功能饮料成分含量各异，功效不同。生管理条例要求不同
9、，在各国上市的红牛功能饮料成分含量各异，功效不同。例如加拿大版本的红牛为了能通过该国的食品安全审查，完全不含咖啡因、牛例如加拿大版本的红牛为了能通过该国的食品安全审查，完全不含咖啡因、牛磺酸，只包括纯粹的糖分与维生素磺酸，只包括纯粹的糖分与维生素B B族，因此得以以族，因此得以以“液态维生素补给饮料液态维生素补给饮料”定定位上市；台湾版的红牛则因应法规稍微降低咖啡因含量；在法国因有混合饮用位上市；台湾版的红牛则因应法规稍微降低咖啡因含量；在法国因有混合饮用红牛功能饮料和酒精饮料而致死的个案已完全禁止红牛功能饮料在境内销售。红牛功能饮料和酒精饮料而致死的个案已完全禁止红牛功能饮料在境内销售。中国
10、红牛维他命饮料有限公司成立于中国红牛维他命饮料有限公司成立于20192019年，中国版的红牛功能饮料经卫生部年，中国版的红牛功能饮料经卫生部特批，得以以超出法定饮料最高咖啡因添加量特批，得以以超出法定饮料最高咖啡因添加量33.3%33.3%的标准生产相应产品。近年的标准生产相应产品。近年来，随着对咖啡因的药理作用和可能存在的毒性作用研究的深入，人们对食品来，随着对咖啡因的药理作用和可能存在的毒性作用研究的深入，人们对食品添加咖啡因的关注日益增多，中国红牛维他命饮料有限公司亦在中国市场开放添加咖啡因的关注日益增多，中国红牛维他命饮料有限公司亦在中国市场开放销售了增加牛磺酸含量的牛磺酸加强型红牛功
11、能饮料，以缓解公众对高咖啡因销售了增加牛磺酸含量的牛磺酸加强型红牛功能饮料，以缓解公众对高咖啡因含量红牛饮料的疑虑。本研究则通过分组对照实验，按中国（京药）健食监字含量红牛饮料的疑虑。本研究则通过分组对照实验，按中国（京药）健食监字（20192019）第）第S0027S0027号标准的红牛功能饮料配方含量配置单一组分溶剂，测量红牛号标准的红牛功能饮料配方含量配置单一组分溶剂，测量红牛功能饮料主料中各组分抗短期运动疲劳功效的强弱，探讨红牛功能饮料抗疲劳功能饮料主料中各组分抗短期运动疲劳功效的强弱，探讨红牛功能饮料抗疲劳功效的机制和更改各配方组分含量后抗疲劳功效的改变。功效的机制和更改各配方组分含
12、量后抗疲劳功效的改变。材材 料料 和和 方方 法法v MATERIALS and METHODS1 材料与试剂材料与试剂v1.1 实验动物 小白鼠（20g28g）雌雄各半共19只，由广州暨南大学药学院提供。v1.2 主要仪器 YLS-4C型转棒式疲劳仪（山东省医学科学院设备站）、秒表（上海秒表厂）、电子天平（北京赛多利多斯仪器系统有限公司）。v1.3 主要试剂 生理盐水（广州暨南大学药学院）；咖啡因（广州暨南大学药学院）；牛磺酸（广州星群药业股份有限公司，批号EC10002）；维生素B3（江门市恒健药业有限公司，批号060606）；维生素B5（江门市恒健药业有限公司，批号060616）；维生素
13、B6（江门市恒健药业有限公司，批号060306）；维生素B12（广东永康药业有限公司，批号H20190205）；红牛功能饮料（中国红牛维他命饮料有限公司）。2 方法方法v2.1 动物筛选 将实验用小白鼠置于YLS-4C型转棒式疲劳仪上以30rpm速度预实验1min，凡习惯跳跃、紧抱转棒逃避强制运动或不能在转棒上运动的个体弃置不用，选择通过筛选的20只雌雄各半小白鼠进行实验。v2.2 分组 20只小鼠分别称重、标记和记录，按体重和性别尽量平均分配为5组。v2.3 给药 生理盐水对照组小鼠按体重灌胃给予0.3ml/10g生理盐水；咖啡因组小鼠按体重灌胃给予0.3ml/10g咖啡因溶剂（0.32mg
14、/ml）；牛磺酸组小鼠按体重灌胃给予0.3ml/10g牛磺酸溶剂（4.4mg/ml）；维生素B合剂组小鼠按体重灌胃给予0.3ml/10g维生素B合剂（每毫升含维生素B3 0.08mg、维生素B5 0.02mg、维生素B6 0.02mg、维生素B12 0.02ug）；红牛功能饮料组小鼠按体重灌胃给予0.3ml/10g红牛功能饮料原液。v2.4 测量 灌胃给药后休息小鼠50min，后将各组小鼠置于疲劳仪上测定运动时间，运动强度为30rpm，记录数据。3 统计学处理统计学处理v数据以均数数据以均数标准差（标准差（xs）表示，各组与）表示，各组与生理盐水对照组进行比较并按（运动时间生理盐水对照组进行比
15、较并按（运动时间-生生理盐水组运动时间）理盐水组运动时间）/生理盐水组运动时间生理盐水组运动时间X100%计算运动时间提高百分率。计算运动时间提高百分率。实实 验验 结结 果果 预预 计计v ANTICIPATED RESULTCAFFEINE GROUPv咖啡因能兴奋大脑皮质，高剂量时能兴奋延咖啡因能兴奋大脑皮质，高剂量时能兴奋延髓呼吸和心血管中枢髓呼吸和心血管中枢3,4 3,4 v咖啡因能促进内源性儿茶酚胺的合成和释放咖啡因能促进内源性儿茶酚胺的合成和释放 ，具有正性心血管作用，使心率增快、血压升具有正性心血管作用，使心率增快、血压升高高5,6 5,6 v咖啡因可刺激垂体咖啡因可刺激垂体-
16、肾上腺皮质轴引起促肾上肾上腺皮质轴引起促肾上腺皮质激素和皮质类固醇合成释放增加腺皮质激素和皮质类固醇合成释放增加77，导致胰岛素敏感性下降，血糖升高导致胰岛素敏感性下降，血糖升高 v咖啡因具有增强体外骨骼肌收缩性的作用咖啡因具有增强体外骨骼肌收缩性的作用 8,9 8,9 v咖啡因与非甾体抗炎镇痛药合用能增强它们咖啡因与非甾体抗炎镇痛药合用能增强它们的镇痛作用的镇痛作用 10,11,12 10,11,12 TAURINE GROUPv牛磺酸在中枢神经系统中可能是作为一种神牛磺酸在中枢神经系统中可能是作为一种神经递质或调节物质而发挥相应的作用。目前经递质或调节物质而发挥相应的作用。目前研究最多的是
17、它的抑制性作用研究最多的是它的抑制性作用 15 15 v在高血压病人及实验性高血压动物体内在高血压病人及实验性高血压动物体内,牛牛磺酸的代谢往往是紊乱的磺酸的代谢往往是紊乱的,补充牛磺酸加以补充牛磺酸加以纠正纠正,可使血压明显下降可使血压明显下降18,1918,19。牛磺酸对。牛磺酸对正常人体心脏显示轻微负性肌力作用正常人体心脏显示轻微负性肌力作用 v另有人认为牛磺酸还具有骨骼肌松弛作用和另有人认为牛磺酸还具有骨骼肌松弛作用和降血糖作用降血糖作用 VITAMIN B MIXTURE GROUPvVitB3VitB3可经几部连续酶促反应与核糖、磷酸、可经几部连续酶促反应与核糖、磷酸、腺嘌呤组成脱
18、氢酶的辅酶，是氧化呼吸链的腺嘌呤组成脱氢酶的辅酶，是氧化呼吸链的重要组成部分重要组成部分 vVitB5VitB5磷酸化得巯基乙胺而生成磷酸化得巯基乙胺而生成4-4-磷酸泛酰巯磷酸泛酰巯基乙胺，是基乙胺，是CoACoA）及）及ACPACP的组成部分。在体内的组成部分。在体内CoACoA和和ACPACP构成酰基转移酶的辅酶，广泛参与构成酰基转移酶的辅酶，广泛参与糖、脂类、蛋白质代谢及肝的生物转化作用糖、脂类、蛋白质代谢及肝的生物转化作用vVitB6VitB6包括吡哆醇、吡哆醛和吡哆胺，磷酸吡包括吡哆醇、吡哆醛和吡哆胺，磷酸吡哆醛作为糖原磷酸化酶的重要组成部分，参哆醛作为糖原磷酸化酶的重要组成部分，
19、参与糖原分解过程与糖原分解过程 结结 果果v RESULTSTab.1 Effects of Redbull Energy Drink and its major ingredients in anti-short-term exercise-induced fatigue experimentGroup Dose（ml/kg）N Sporting time（s）Increase rate（%）NS 30 3202.545.6 Caffeine 30 41403295 592.8 Taurine 30 466.523.28-67.2 Vitamin B 30 42813.19-86.2 Red
20、bull 30 42529.5470.5 1149.1 Fig.1 SPORTING TIME OF MICE FED WITH DIFFERENT SOLUTIONS(s)Fig.2 INCREASE RATE OF EACH GROUP(%)Fig.3 CONTRIBUTION OF REDBULL ENERGY DRINK MAJOR INGREDIENTS IN THE ANTI-SHORT-TERM EXERCISE-INDUCED FATIGUE EXPERIMENTv由实验结果可见，咖啡因组与红牛功能饮料由实验结果可见，咖啡因组与红牛功能饮料原液组小鼠运动能力相较生理盐水对照组明
21、原液组小鼠运动能力相较生理盐水对照组明显增强，但红牛功能饮料组效果更好。而给显增强，但红牛功能饮料组效果更好。而给与牛磺酸和维生素与牛磺酸和维生素B B合剂的小鼠则出现运动能合剂的小鼠则出现运动能力下降的表现。故可推想，在红牛功能饮料力下降的表现。故可推想，在红牛功能饮料配方三大组分中，咖啡因是赋予其短期抗疲配方三大组分中，咖啡因是赋予其短期抗疲劳功效的主要及高效组分。从查阅的相关文劳功效的主要及高效组分。从查阅的相关文献了解，牛磺酸和维生素献了解，牛磺酸和维生素B B合剂中的各组分具合剂中的各组分具有多种生物活性，可能赋予红牛功能饮料以有多种生物活性，可能赋予红牛功能饮料以一定的长期、慢性改
22、善和营养机体，以提高一定的长期、慢性改善和营养机体，以提高机体疲劳耐受性和增强学习工作、运动能力机体疲劳耐受性和增强学习工作、运动能力的功效。的功效。讨论讨论v DISCUSSSIONv健康成年人口服咖啡因后健康成年人口服咖啡因后,吸收快而完全吸收快而完全,生生物利用度近物利用度近100%,100%,达峰时间为达峰时间为303060min60min血浆血浆蛋白结合率为蛋白结合率为10%10%35%,35%,半衰期为半衰期为4.14.16.4h6.4h由于咖啡因脂溶性高由于咖啡因脂溶性高,主要以简单扩散方式主要以简单扩散方式,少部分经低亲和力载体少部分经低亲和力载体(Km=5.4mmol/L)(
23、Km=5.4mmol/L)转运转运通过血通过血-脑屏障。脑内浓度在口服后脑屏障。脑内浓度在口服后5min5min即上即上升升,30,3060min 60min 达峰浓度达峰浓度,血浆与脑的浓度之血浆与脑的浓度之比约为比约为111 111。因本研究目的主要在于探。因本研究目的主要在于探讨咖啡因在红牛功能饮料短期抗疲劳功效之讨咖啡因在红牛功能饮料短期抗疲劳功效之中的作用，故选择的给药方式和给药后开始中的作用，故选择的给药方式和给药后开始检测小鼠运动能力改变的时间是基本合理的。检测小鼠运动能力改变的时间是基本合理的。v咖啡因细胞水平上主要有四种作用机制咖啡因细胞水平上主要有四种作用机制1,2:1,2
24、:作为细胞作为细胞肌浆网理阿诺碱受体肌浆网理阿诺碱受体(ryanodine receptor)(ryanodine receptor)的激动剂的激动剂,能引能引发对发对ryanodine ryanodine 敏感的钙库释放敏感的钙库释放,从而促使肌浆网释放钙离从而促使肌浆网释放钙离子子,增加细胞内的钙离子浓度增加细胞内的钙离子浓度,同时增强肌纤维对钙离子的敏同时增强肌纤维对钙离子的敏感性感性;抑制磷酸二酯酶抑制磷酸二酯酶,使组织及肌肉内环磷腺苷使组织及肌肉内环磷腺苷(cAMP)(cAMP)的浓度升高的浓度升高;具有具有-氨基丁酸受体拮抗作用氨基丁酸受体拮抗作用;中枢腺中枢腺苷受体苷受体(A)(
25、A)拮抗剂。腺苷受体分为拮抗剂。腺苷受体分为A1 A1、A2(A2(又可分又可分A2A,A2A,A2B A2B 亚型亚型)和和A3A3受体三大类受体三大类,其中其中A1A1受体与抑制性受体与抑制性G G蛋白耦联蛋白耦联,能抑制腺苷酸环化酶和某些钙通道能抑制腺苷酸环化酶和某些钙通道(N(N型与型与Q Q型型)的活性的活性,而使而使某些钾通道和磷脂酶某些钾通道和磷脂酶C C 激活。相反激活。相反,腺苷腺苷A2A A2A 受体与兴奋性受体与兴奋性G G蛋白耦联蛋白耦联,激活腺苷酸环化酶和激活腺苷酸环化酶和L L型钙通道。咖啡因在体内主型钙通道。咖啡因在体内主要通过拮抗腺苷受体要通过拮抗腺苷受体A1A
26、1和和A2A A2A 来发挥其主要的药理作用来发挥其主要的药理作用,而而对对A2B A2B 和和A3A3受体所起的作用较小。另外受体所起的作用较小。另外,咖啡因对腺苷受体咖啡因对腺苷受体的作用会导致对其他神经递质的继发性效应的作用会导致对其他神经递质的继发性效应,如去甲肾上腺如去甲肾上腺素、多巴胺、素、多巴胺、5-5-羟色胺、乙酰胆碱与谷氨酸。羟色胺、乙酰胆碱与谷氨酸。v咖啡因是中枢神经系统兴奋药咖啡因是中枢神经系统兴奋药,能提高细胞内能提高细胞内cAMPcAMP的含量，的含量，阻断腺苷阻断腺苷A2AA2A受体和受体和GABAGABA受体兴奋大脑皮质受体兴奋大脑皮质,振奋精神振奋精神,提高提高
27、其注意力、自信心、工作效率和积极性其注意力、自信心、工作效率和积极性;增强警觉性和减少增强警觉性和减少疲乏感疲乏感,提高持久工作能力提高持久工作能力3,43,4。大剂量可兴奋延髓呼吸中。大剂量可兴奋延髓呼吸中枢和血管运动中枢枢和血管运动中枢,增加呼吸频率和深度。增加呼吸频率和深度。v由于咖啡因能促进内源性儿茶酚胺的合成和释放，具有正性由于咖啡因能促进内源性儿茶酚胺的合成和释放，具有正性心血管作用，使心率增快、血压升高心血管作用，使心率增快、血压升高5,65,6。v咖啡因可刺激垂体咖啡因可刺激垂体-肾上腺皮质轴引起促肾上腺皮质激素和肾上腺皮质轴引起促肾上腺皮质激素和皮质类固醇合成释放增加皮质类固
28、醇合成释放增加77，导致胰岛素敏感性下降，血，导致胰岛素敏感性下降，血糖升高。糖升高。v咖啡因具有增强体外骨骼肌收缩性的作用，很多研究表明咖啡因具有增强体外骨骼肌收缩性的作用，很多研究表明,促进促进Ca2+Ca2+从肌浆网中释放是这一作用的基本机制。咖啡因可从肌浆网中释放是这一作用的基本机制。咖啡因可能在三个环节上影响短时间和高强度的运动能力能在三个环节上影响短时间和高强度的运动能力,即速度和即速度和反应时间环节、力量环节及爆发力环节。咖啡因具有刺激中反应时间环节、力量环节及爆发力环节。咖啡因具有刺激中枢神经系统和改善神经肌肉传导的作用枢神经系统和改善神经肌肉传导的作用,从而可以作为一种从而可
29、以作为一种外源性刺激因素缩短反应时间和运动时间来提高速度外源性刺激因素缩短反应时间和运动时间来提高速度,因此因此能提高短跑和短距离游泳运动员的成绩能提高短跑和短距离游泳运动员的成绩8,98,9，故国际奥委，故国际奥委会规定运动员尿液中咖啡因的浓度不能超过会规定运动员尿液中咖啡因的浓度不能超过12 mg/L 12 mg/L。v咖啡因与非甾体抗炎镇痛药合用能增强它们的镇痛作用，至咖啡因与非甾体抗炎镇痛药合用能增强它们的镇痛作用，至今咖啡因作为镇痛佐剂的机制还不是很清楚，其对大型和中今咖啡因作为镇痛佐剂的机制还不是很清楚，其对大型和中型型DRGDRG细胞细胞H-H-电流的抑制作用，可能是发挥抗伤害性
30、感受和电流的抑制作用，可能是发挥抗伤害性感受和用作镇痛佐剂的作用机制之一。用作镇痛佐剂的作用机制之一。H-H-电流是一类非选择性的主电流是一类非选择性的主要包括要包括NaNa、K K离子的内向电流。它对细胞静息膜电位的维持，离子的内向电流。它对细胞静息膜电位的维持，细胞的兴奋性及发放频率的调控起重要作用。细胞的兴奋性及发放频率的调控起重要作用。H-H-通道在超极通道在超极化条件下激活的化条件下激活的H-H-电流使细胞回到静息状态，有助于细胞动电流使细胞回到静息状态，有助于细胞动作电位的发放和细胞兴奋。咖啡因抑制作电位的发放和细胞兴奋。咖啡因抑制3 3种不同直径大小的种不同直径大小的DRGDRG
31、细胞细胞H-H-电流的幅度，从而降低细胞的兴奋性，使细胞维电流的幅度，从而降低细胞的兴奋性，使细胞维持在静息状态，从而发挥抗伤害性刺激及充当镇痛佐剂的作持在静息状态，从而发挥抗伤害性刺激及充当镇痛佐剂的作用用10,11,1210,11,12。v故咖啡因具有显著的提高短期运动能力和抗疲劳功效，也是故咖啡因具有显著的提高短期运动能力和抗疲劳功效，也是赋予红牛功能饮料此样功效的主要及高效组分。赋予红牛功能饮料此样功效的主要及高效组分。v人体在严重的应激状态或创伤、感染及某些人体在严重的应激状态或创伤、感染及某些消耗性疾病情况下，体内氨基酸的需要量大消耗性疾病情况下，体内氨基酸的需要量大大增加，一些本
32、能自身合成的氨基酸在此时大增加，一些本能自身合成的氨基酸在此时也会发生合成供给不足而缺乏，这些随机体也会发生合成供给不足而缺乏，这些随机体外界条件的变化而需要量增加的氨基酸称为外界条件的变化而需要量增加的氨基酸称为条件必需氨基酸。牛磺酸是一种重要的条件条件必需氨基酸。牛磺酸是一种重要的条件必需氨基酸，化学名为必需氨基酸，化学名为a-a-氨基乙磺酸氨基乙磺酸,是一是一种含硫氨基酸，属非蛋白质氨基酸，不能和种含硫氨基酸，属非蛋白质氨基酸，不能和其它氨基酸结合成蛋白质，而以游离形式存其它氨基酸结合成蛋白质，而以游离形式存在或和胆汁酸形成复合物，大量摄取牛磺酸在或和胆汁酸形成复合物，大量摄取牛磺酸未见
33、有任何副作用。主要分布在兴奋性较高未见有任何副作用。主要分布在兴奋性较高的组织如神经系统、肌肉组织、视网膜及淋的组织如神经系统、肌肉组织、视网膜及淋巴细胞和血小板中。巴细胞和血小板中。v牛磺酸在脑内的含量丰富、分布广泛，能明显促进神经系统牛磺酸在脑内的含量丰富、分布广泛，能明显促进神经系统的生长发育和细胞增殖、分化，且呈剂量依赖性，在脑神经的生长发育和细胞增殖、分化，且呈剂量依赖性，在脑神经细胞发育过程中起重要作用细胞发育过程中起重要作用1313。其机制为：（。其机制为：（1 1）作为神）作为神经细胞代谢活性因子，直接参加神经细胞大分子合成代谢，经细胞代谢活性因子，直接参加神经细胞大分子合成代
34、谢，促进细胞增殖和分化；（促进细胞增殖和分化；（2 2）调节细胞）调节细胞Ca2+Ca2+浓度和线粒体能浓度和线粒体能量代谢，拮抗一些物质的毒性作用；（量代谢，拮抗一些物质的毒性作用；（3 3）作为抗氧化物质，）作为抗氧化物质，阻止氧自由基过氧化过程，保护神经细胞膜的完整性；（阻止氧自由基过氧化过程，保护神经细胞膜的完整性；（4 4）和其它神经营养素协同作用于神经细胞。和其它神经营养素协同作用于神经细胞。v猫如果缺乏牛磺酸，很快就会导致失明。其原因是猫体内不猫如果缺乏牛磺酸，很快就会导致失明。其原因是猫体内不能自身合成牛磺酸，必须由食物提供。人体视网膜中也含有能自身合成牛磺酸，必须由食物提供。
35、人体视网膜中也含有大量牛磺酸，在应激状态下也有缺乏的可能。当视网膜中的大量牛磺酸，在应激状态下也有缺乏的可能。当视网膜中的牛磺酸降低时，出现结构和功能的变化，人体色素性视网膜牛磺酸降低时，出现结构和功能的变化，人体色素性视网膜炎可能与牛磺酸降低有关炎可能与牛磺酸降低有关1414。v现在认为牛磺酸在中枢神经系统中可能是作为一种神经递质现在认为牛磺酸在中枢神经系统中可能是作为一种神经递质或调节物质而发挥相应的作用。目前研究最多的是它的抑制或调节物质而发挥相应的作用。目前研究最多的是它的抑制性作用性作用,如抗癫痫作用、解热、镇痛作用以及对摇头震颤等如抗癫痫作用、解热、镇痛作用以及对摇头震颤等神经精神
36、症状的抑制作用。牛磺酸能有效地阻止在细胞内神经精神症状的抑制作用。牛磺酸能有效地阻止在细胞内Ca2+Ca2+浓度较高时的浓度较高时的Ca2+Ca2+内流内流,通过钙稳态的双向调节作用来通过钙稳态的双向调节作用来阻止细胞内钙超载阻止细胞内钙超载,保护神经细胞保护神经细胞,并发挥其增强动物学习并发挥其增强动物学习记忆等方面的功能记忆等方面的功能15 15。v已知细胞膜的脂质过氧化损伤和细胞内钙离子超载是心肌缺已知细胞膜的脂质过氧化损伤和细胞内钙离子超载是心肌缺血再灌注损伤等多种心血管疾病的主要发病环节之一。近年血再灌注损伤等多种心血管疾病的主要发病环节之一。近年来大量的实验研究利用整体动物模型及器
37、官来大量的实验研究利用整体动物模型及器官,在细胞和分子在细胞和分子水平上水平上,证实牛磺酸对异丙肾上腺素引起的心肌坏死、高钙证实牛磺酸对异丙肾上腺素引起的心肌坏死、高钙离子诱发的心率失常、心肌缺血再灌注损伤等心血管疾病都离子诱发的心率失常、心肌缺血再灌注损伤等心血管疾病都有防治作用有防治作用16 16。v肝脏中牛磺酸的作用是与胆酸结合形成牛磺胆酸，牛磺胆酸肝脏中牛磺酸的作用是与胆酸结合形成牛磺胆酸，牛磺胆酸常以盐的形式存在，对于消化道中脂类的消化吸收是必需的：常以盐的形式存在，对于消化道中脂类的消化吸收是必需的：它能增加各种脂肪酶的活性，加速脂肪水解；可降低脂肪的它能增加各种脂肪酶的活性，加速
38、脂肪水解；可降低脂肪的表面张力，使脂肪乳化成微粒，分散于水溶液中，从而增加表面张力，使脂肪乳化成微粒，分散于水溶液中，从而增加与脂肪酶作用的界面，促进水解的进行；还能与甘油一酯结与脂肪酶作用的界面，促进水解的进行；还能与甘油一酯结合，促进胆固醇、脂溶性维生素等的消化吸收及胆汁的分泌，合，促进胆固醇、脂溶性维生素等的消化吸收及胆汁的分泌，增加胆汁排泄量，抑制胆结石形成增加胆汁排泄量，抑制胆结石形成1717。还有试验表明大鼠。还有试验表明大鼠饲料中添加牛磺酸，可显著降低其血清中饲料中添加牛磺酸，可显著降低其血清中TGTG、TCTC、LDHLDH、AIAI的水平，增加的水平，增加HDLHDL含量（杨
39、燕等，含量（杨燕等，20192019；何天培等，；何天培等，20192019；颜崇超，颜崇超，19881988），这说明牛磺酸可促进脂肪代谢，有效预防），这说明牛磺酸可促进脂肪代谢，有效预防高胆固醇血症及动脉粥样硬化，其作用机制可能与牛磺酸促高胆固醇血症及动脉粥样硬化，其作用机制可能与牛磺酸促进胆汁酸生成和粪胆酸排出及调控甲状腺激素代谢有关，还进胆汁酸生成和粪胆酸排出及调控甲状腺激素代谢有关，还与矿物质代谢有关。与矿物质代谢有关。v在高血压病人及实验性高血压动物体内在高血压病人及实验性高血压动物体内,牛磺酸的代谢往往牛磺酸的代谢往往是紊乱的是紊乱的,补充牛磺酸加以纠正补充牛磺酸加以纠正,可使血
40、压明显下降可使血压明显下降18,1918,19。牛磺酸对正常人体心脏显示轻微负性肌力作用。牛磺酸对正常人体心脏显示轻微负性肌力作用。v牛磺酸虽不参与蛋白质生物合成，但可以出现在某些小肽中，牛磺酸虽不参与蛋白质生物合成，但可以出现在某些小肽中，如脑组织中的如脑组织中的L-L-谷氨酰牛磺酸。添加牛磺酸可提高蛋白质的谷氨酰牛磺酸。添加牛磺酸可提高蛋白质的消化率从而间接促进动物生长发育。刘晓军等（消化率从而间接促进动物生长发育。刘晓军等（20192019）研究）研究表明，在以酪蛋白为主要蛋白质来源的大鼠饲料中添加表明，在以酪蛋白为主要蛋白质来源的大鼠饲料中添加1%1%牛牛磺酸，可提高蛋白质消化率，其原
41、因是牛磺酸可促进某些激磺酸，可提高蛋白质消化率，其原因是牛磺酸可促进某些激素或酶的分泌，而且增加外源性牛磺酸的摄入量，相应地减素或酶的分泌，而且增加外源性牛磺酸的摄入量，相应地减少体内牛磺酸的生物合成使更多的含硫氨基酸参与蛋白质的少体内牛磺酸的生物合成使更多的含硫氨基酸参与蛋白质的合成从而使合成从而使 蛋白质的质量得到相对提高，这也是肝中牛磺蛋白质的质量得到相对提高，这也是肝中牛磺酸能促进含硫氨基酸代谢的原因之一（酸能促进含硫氨基酸代谢的原因之一（Hayes,1989Hayes,1989）。）。vIgG IgG 是血清中浓度最大的一类免疫球蛋白是血清中浓度最大的一类免疫球蛋白,占免疫球蛋白含占
42、免疫球蛋白含量的量的70%70%80%,80%,在抗体介导的防御反应中起主要作用。牛在抗体介导的防御反应中起主要作用。牛饲料中添加牛磺酸可提高其血清中饲料中添加牛磺酸可提高其血清中IgG,IgG,使其明显高于对照使其明显高于对照组。饮食中缺乏牛磺酸组。饮食中缺乏牛磺酸,血中白细胞总数下降血中白细胞总数下降,多形核细胞多形核细胞和单核细胞比例异常和单核细胞比例异常,过氧化物产量减少过氧化物产量减少,吞噬杀灭葡萄球吞噬杀灭葡萄球菌的能力减弱菌的能力减弱,脾结节及结节内细胞形态均出现异常脾结节及结节内细胞形态均出现异常20 20。v可见供给机体足够的牛磺酸有助于保护脑、眼、肝脏功能的可见供给机体足够
43、的牛磺酸有助于保护脑、眼、肝脏功能的完整性，提高机体非特异性免疫力，防治心脑血管疾病，尤完整性，提高机体非特异性免疫力，防治心脑血管疾病，尤其是长期高压生存状态下导致牛磺酸消耗量增大，机体自身其是长期高压生存状态下导致牛磺酸消耗量增大，机体自身合成的牛磺酸供不应求时。牛磺酸组小鼠短期运动能力下降合成的牛磺酸供不应求时。牛磺酸组小鼠短期运动能力下降可能与牛磺酸中枢抑制性神经递质作用、负性心力作用、骨可能与牛磺酸中枢抑制性神经递质作用、负性心力作用、骨骼肌松弛作用和降血糖作用有关。骼肌松弛作用和降血糖作用有关。vVitB3VitB3可经几组连续酶促反应与核糖、磷酸、可经几组连续酶促反应与核糖、磷酸
44、、腺嘌呤组成脱氢酶的辅酶，主要包括烟酰胺腺嘌呤组成脱氢酶的辅酶，主要包括烟酰胺腺嘌呤二核苷酸腺嘌呤二核苷酸NAD+NAD+和烟酰胺腺嘌呤二核苷和烟酰胺腺嘌呤二核苷磷酸磷酸NADP+NADP+，两者在体内是多种不需氧脱氢酶，两者在体内是多种不需氧脱氢酶的辅酶，分子中的烟酰胺部分具有可逆的加的辅酶，分子中的烟酰胺部分具有可逆的加氢和脱氢特性，是氧化呼吸链的重要组成部氢和脱氢特性，是氧化呼吸链的重要组成部分。分。vVitB3VitB3还有抑制脂肪组织的脂肪分解，从而抑还有抑制脂肪组织的脂肪分解，从而抑制制FFAFFA动员的功能。人类动员的功能。人类VitB3VitB3缺乏症称为癞缺乏症称为癞皮病，主
45、要表现是皮炎、腹泻和痴呆。皮炎皮病，主要表现是皮炎、腹泻和痴呆。皮炎常呈对称性并出现于暴露部位，痴呆是因神常呈对称性并出现于暴露部位，痴呆是因神经组织变性的结果。经组织变性的结果。v服用过量的服用过量的VitB3VitB3时很快会引起血管扩张、脸时很快会引起血管扩张、脸颊潮红、痤疮和肠胃不适等症，而长期大量颊潮红、痤疮和肠胃不适等症，而长期大量服用可能对肝有害。服用可能对肝有害。vVitB5VitB5在肠内被吸收进入体内后，经磷酸化并在肠内被吸收进入体内后，经磷酸化并获得巯基乙胺而生成获得巯基乙胺而生成4-4-磷酸泛酰巯基乙胺。磷酸泛酰巯基乙胺。4-4-磷酸泛酰巯基乙胺是辅酶磷酸泛酰巯基乙胺是
46、辅酶A A（CoACoA）及酰基）及酰基载体蛋白（载体蛋白（acyl carrier proteinacyl carrier protein，ACPACP）的）的组成部分。组成部分。v在体内在体内CoACoA和和ACPACP构成酰基转移酶的辅酶，广构成酰基转移酶的辅酶，广泛参与糖、脂类、蛋白质代谢及肝的生物转泛参与糖、脂类、蛋白质代谢及肝的生物转化作用，约有化作用，约有7070多种酶需多种酶需CoACoA和和ACPACP。vVitB6VitB6包括吡哆醇、吡哆醛和吡哆胺，在体内包括吡哆醇、吡哆醛和吡哆胺，在体内以磷酸酯形式存在。磷酸吡哆醛是氨基酸代以磷酸酯形式存在。磷酸吡哆醛是氨基酸代谢中的转
47、氨酶和脱羧酶的辅酶，能促进谷氨谢中的转氨酶和脱羧酶的辅酶，能促进谷氨酸脱羧，增进酸脱羧，增进GABAGABA的生成，故临床上常用的生成，故临床上常用VitB6VitB6治疗小儿惊厥和妊娠呕吐。治疗小儿惊厥和妊娠呕吐。v磷酸吡哆醛还是磷酸吡哆醛还是-氨基氨基-酮戊酸（酮戊酸（ALAALA）合酶的辅酶，而合酶的辅酶，而ALAALA合酶是血红素合成的限速合酶是血红素合成的限速酶。故酶。故VitB6VitB6缺乏时可有低色素小细胞性贫血缺乏时可有低色素小细胞性贫血和血清铁增高。和血清铁增高。v磷酸吡哆醛作为糖原磷酸化酶的重要组成部磷酸吡哆醛作为糖原磷酸化酶的重要组成部分，参与糖原分解过程。分，参与糖原
48、分解过程。vVitB12VitB12是唯一含金属的维生素，是催化同型是唯一含金属的维生素，是催化同型半胱甘酸甲基化生成蛋氨酸的甲基转移酶的半胱甘酸甲基化生成蛋氨酸的甲基转移酶的辅基，辅基，VitB12VitB12缺乏时不利于蛋氨酸生成，同缺乏时不利于蛋氨酸生成，同时也影响四氢叶酸的再生，导致一碳单位生时也影响四氢叶酸的再生，导致一碳单位生成障碍，影响嘌呤、嘧啶的合成，最终导致成障碍，影响嘌呤、嘧啶的合成，最终导致核酸合成障碍，影响细胞分裂，结果产生巨核酸合成障碍，影响细胞分裂，结果产生巨幼红细胞性贫血。幼红细胞性贫血。vVitB12VitB12缺乏还可影响脂肪酸的正常合成，导缺乏还可影响脂肪酸
49、的正常合成，导致髓鞘质的变性退化，造成进行性脱髓鞘和致髓鞘质的变性退化，造成进行性脱髓鞘和神经系统损害。神经系统损害。v可见维生素可见维生素B B族广泛参与体内营养物质的代谢、族广泛参与体内营养物质的代谢、能量的产生和神经系统正常功能的维持，保能量的产生和神经系统正常功能的维持，保证有效维生素证有效维生素B B族的供给是保证机体正常功能族的供给是保证机体正常功能运作的基础。尽管维生素运作的基础。尽管维生素B B族为水溶性维生素，族为水溶性维生素，过量多经尿液排泄，很少引起中毒，但因小过量多经尿液排泄，很少引起中毒，但因小鼠个体微小及对维生素鼠个体微小及对维生素B B族的需求与反应性可族的需求与
50、反应性可能与人类有较大差异，故给与维生素能与人类有较大差异，故给与维生素B B族合剂族合剂的小鼠短期运动能力明显下降可能与急性的的小鼠短期运动能力明显下降可能与急性的VitB3VitB3过量中毒和过量中毒和VitB6VitB6促进中枢抑制性神经促进中枢抑制性神经递质递质GABAGABA生成有关。生成有关。v综上，由于实验各组小鼠样本太少以及实验条件等各种其他综上，由于实验各组小鼠样本太少以及实验条件等各种其他因素的限制，实验结果的可靠性可能并不高，但从现有结果因素的限制，实验结果的可靠性可能并不高，但从现有结果来看，咖啡因是赋予红牛功能饮料短期抗疲劳功效的主要及来看，咖啡因是赋予红牛功能饮料短
